[发明专利]微小机电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括静电驱动型微小电机机械元件(振动子元件)的微小机电装置。详细地说，涉及一种利用机械振动子的共振现象来处理模拟电信号、特别是高频(RF)区域的电信号并进行频率调制、滤波的微小机电装置。

背景技术

公知有使用微机械(MEMS：Micro Electro Mechanical Systems；微机电系统)技术制造的微小振动子，例如静电驱动型MEMS共振器。从以密歇根大学为首的研究期间开始提出了该MEMS共振器(参考非专利文献1)。另外，将静电驱动型MEMS共振器尝试使用于高频信号的频率调制也从以密歇根大学为首的研究期间开始被提出(参考非专利文献2、3)。提出的频率转换元件使用纵向或横向一次振动模式，由于输出低、形状复杂，因此在保持工业产品的均一性的同时来进行生产具有相当大的困难。

非专利文献1：C.T-Nguyen，Micromechanical components forminiaturized low-power communications(invitedplenary)，proceedings，1999IEEE MTT-S International Microwave SymposiumRF MEMS Workshop，June，18，1999，pp，48-77；

非专利文献2：A.-C.Wong，H.Ding，and C.T.-C.Nguyen，Microwavemixer+filtersTechnical Digest，IEEE-IEDM，1998，PP47-474；

非专利文献3：Fang Chen，Jay Brotz，Umut Arslan，Chiung-ChengLo，Tamal Mukherjee，GaryK.Fedder，CMOS-MEMS Resonat RF Mixer-FiltersIEEE2005，PP24-27。

发明内容

从理论研究的立场出发提出的、例如由非专利文献2、3公开的元件的形状复杂，使用这样的设计难以低价生产具有均一特性的装置。例如，当使用一次振动子时，为了防止无用信号通过而需要使用通过绝缘的弹性体连结而成的振动子，此时需要准确地使连结而成的振动子的共振频率一致。可以预测到难以在使上述元件具有均一性能的同时大量地进行制造，可能会导致制造成本过高。这意味着需要一种适于工业生产的元件的构成方法。

另外，可以预测到从上述理论研究的立场出发提出的元件的输出低，因而需要一种通过某种方法来提高输出、降低在该元件的前后级接地的放大器的负荷的对策。如果对策适当，则可望提高应用产品的性能并降低制造成本。此外，希望研究出一种与应用该元件的电路匹配良好的元件构成的方案。

鉴于上述情况，本发明提供一种能够以简单的元件构造来处理高频区域的电信号的微小机电装置。

本发明的微小机电装置的特征在于，包括振动子元件，该振动子元件在衬底上具有多个电极和与该电极相对并通过静电驱动进行振动的梁，所述微小机电装置向多个电极和梁中的某一组合输入高频信号并从该组合输出高频信号。

通过本发明的微小机电装置，能够混合两个高频信号。尤其是具有频率转换和滤波的功能，即通过梁来混合两个高频信号，选择需要的频带的信号，并输出两个高频信号的差分的频率的信号。

根据本发明的微小机电装置，能够以简单的元件构造来处理高频区域的电信号。由此，能够简化电路结构并实现元件的小型化。通过使用成为本发明的微小机电装置的振动子元件，能够以小型且较简化的元件来构成进行频率转换和滤波的信号混频滤波器。

附图说明

图1A、图1B是表示本发明的微小机电装置的第一实施方式的简要构成图：

图2A、图2B是表示本发明的微小机电装置的第二实施方式的简要构成图；

图3A、图3B是表示本发明的微小机电装置的第三实施方式的简要构成图；

图4A、图4B是表示本发明的微小机电装置的第四实施方式的简要构成图；

图5A、图5B是表示本发明的微小机电装置的第五实施方式的简要构成图；

图6是表示本发明的微小机电装置的第六实施方式的简要构成图；

图7是表示本发明的微小机电装置的第七实施方式的简要构成图；

图8是表示本发明的微小机电装置的第八实施方式的简要构成图；

图9是第八实施方式的等价电路图；

图10是用于说明本发明的其他实施方式的说明图；

图11是表示本发明的其他实施方式的构成图；